In this paper, we succeeded SNP discrimination of DNA hybridization on microarray using new electrochemical system. Using the electrochemical method with a label-free DNA has Performed DNA chip microarray. This method is based on redox of an electrochemical ligand. We developed scanning system with high performance.
Journal of the Korean Data and Information Science Society
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제17권4호
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pp.1161-1167
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2006
Since microarray data structures are various and complicative, the data are generally stored in databases for approaching to and controlling the data effectively. But we have some difficulties to analyze and control the data when the data are stored in the several database management systems. The existing analysis tools for DNA microarray data have many difficult problems by complicated instructions, and dependency on data types and operating system, and high cost, etc. In this paper, we design and implement the web-based analysis tool for obtaining to useful information from DNA microarray data. When we use this tool, we can analyze effectively DNA microarray data without special knowledge and education for data types and analytical methods.
Microarray-based DNA chips provide an architecture for multi-analyte sensing. In this paper, we report a new approach for DNA chip microarray fabrication. Multifunctional DNA chip microarray was made by immobilizing many kinds of biomaterials on transducers (particles). DNA chip microarray was prepared by randomly distributing a mixture of the particles on a chip pattern containing thousands of m-scale sites. The particles occupied a different sites from site to site. The particles were arranged on the chip pattern by the random fluidic self-assembly (RFSA) method, using a hydrophobic interaction for assembly.
The analysis of DNA microarray data is a rapidly evolving area of bioinformatics, and various types of microarray are emerging as some of the most exciting technologies for use in biological and clinical research. In recent years, microarray technology has been utilized in various applications such as the profiling of mRNAs, assessment of DNA copy number, genotyping, and detection of methylated sequences. However, the analysis of these heterogeneous microarray platform experiments does not need to be performed separately. Rather, these platforms can be co-analyzed in combination, for cross-validation. There are a number of separate laboratory information management systems (LIMS) that individually address some of the needs for each platform. However, to our knowledge there are no unified LIMS systems capable of organizing all of the information regarding multi-platform microarray experiments, while additionally integrating this information with tools to perform the analysis. In order to address these requirements, we developed a web-based LIMS system that provides an integrated framework for storing and analyzing microarray information generated by the various platforms. This system enables an easy integration of modules that transform, analyze and/or visualize multi-platform microarray data.
다양한 균주들을 대상으로 무작위로 신물질을 스크리닝하는 방법은 많은 노력과 시간이 소요되는 방법이며, 신물질을 발견하는 비율도 계속 낮아지고 있다. 따라서 기존 균주들을 대상으로 microarray 기술을 이용한 target-directed screening기술의 개발은, 학문적 뿐만 아니라 산업적으로도 중요한 의미를 가진다. 본 연구에서는, 이미 분리된 방선균각각의 유전체를 대상으로 microarray 분석을 통해, 새로운 생리활성 물질 생산균주 및 생합성 유전자를 확보할 수 있는 기법을 개발하기 위한 기초실험을 수행하였다. 즉, 기존에 알려진 생리활성물질 생합성 유전자들을 확보하여 DNA chip을 제조하였으며, 유전체 염기서열이 밝혀진 S. coelicolor 균주를 대상으로 그 효율성을 검증하였다. 전체적으로 유전자 상동성이 높을수록 반응감도도 높은 편이었으나, 이러한 상환관계가 일치하지 않는 유전자들도 있었다. 이와 같은 문제는, probe 유전자의 G+C 비율$(\%)$을 서로 비슷하게 구성하거나, 반응조건을 최적화 시킨다면 DNA chip의 효율성을 더욱 높일 수 있을 것으로 판단된다. DNA microarray를 통한 생리활성물질 발굴 연구는 세계적으로도 보고된 바 없는 새로운 접근방법으로서, 본 연구에서 시도하고 있는 방법은 발굴 target과 대상을 지정하고 시도되기 때물에, 효율면에서 무작위 스크리닝과는 비교되지 않을 정도로 높을것으로 예상된다. 또한 본 연구와 같은 접근방법을 최적화 시킨다면, 방선균뿐만 아니라 다른 미생물부터 생리활성물질 및 생합성유전자 스크리닝에도 효과적으로 응용할 수 있을 것이다.
Microarray-based DNA chips provide an architecture for multi-analyte sensing. In this paper, we report a new approach for DNA chip microarray fabrication. Multifunctional DNA chip microarray was made by immobilizing many kinds of biomaterials on transducers (particles). DNA chip microarray was prepared by randomly distributing a mixture of the particles on a chip pattern containing thousands of m-scale sites. The particles occupied a different sites from site to site. The particles were arranged on the chip pattern by the random fluidic self-assembly (RFSA) method, using a hydrophobic interaction for assembly.
DNA마이크로어레이 기술은 수천 개 또는 수만 개의 유전자의 발현을 동시에 탐색할 수 있는 새로운 과학 기술이다. 표준화(normalization)는 마이크로어레이 실험에서 다양한 원인에 의해 발생하는 잡음(noise)을 줄이거나 제거하는 과정을 나타낸다. print-tip의 변동은 잡음의 주요 요인으로 인지되어 왔다. 본 논문에서는 잡음의 주요 발생요인이 되는 print-tip의 변동을 조절하기 위한 print-tip 표준화 작업에 대한 객관적인 비교 및 그 타당성 평가를 하였다. 먼저 그동안 제안된 여러 표준화 방법들 중에서 가장 널리 사용되고 있는 방법들을 정리해서 소개한 후에, 잡음이 많이 포함된 실제 cDNA 실험자료를 이용하여 각 표준화 방법의 특성을 비교해 보았다. 또한 실험자료와 유사한 모의분포를 생성한 후에 print-tip 표준화 작업에 대한 체계적인 비교를 해 보았다.
본 논문은 microarray를 분석하기위한 표준화에 대한 여러 방법들을 소개하고 비교해보았다. Microarray 연구는 Human Genome Project에서 파생된 여러 생명공학 기술 중 가장 널리 사용되는 기술로 기존에는 하지 못했던 총체적인 유전자의 발현상황을 탐색할 수 있다는 장점을 지니고 있으나, 자료들에 일정한 패턴이 나타나거나 잡음이 첨가되어 정보의 추출이 용의하지 않다는 단점을 지니고 있다. 특히 자료에 일정한 패턴이 있는 경우에 올바르지 못한 결론을 이끌어낼 수도 있기에 이 패턴을 제거하는 표준화작업은 microarray 분석에 있어서 매우 중요한 처리과정이다. 본 논문에서는 표준화방법들을 소개하고 각각 가지고 있는 장단점을 실제 국내에서 얻어진 자료를 통해 비교하였고, 그 결과 LOWESS 적합을 통한 표준화방법이 타 방법에 비해 유용한 점이 많음을 확인할 수 있었다.
High throughput analysis using a DNA chip microarray is powerful tool in the post genome era. Less labor-intensive and lower cost-performance is required. Thus, this paper aims to develop the multi-channel type label-free DNA chip and detect SNP (Single nucleotide polymorphisms). At first, we fabricated a high integrated type DNA chip array by lithography technology. Various probe DNAs were immobilized on the microelectrode array. We succeeded to discriminate of DNA hybridization between target DNA and mismatched DNA on microarray after immobilization of a various probe DNA and hybridization of label-free target DNA on. the electrodes simultaneously. This method is based on redox of an electrochemical ligand.
DNA 마이크로어레이는 바이오칩의 발전에서 가장 주목받으며 발전하고 있는 분야로서 이에 대한 연구가 점차 확장하고 있다. DNA나 RNA 등 유전자의 매우 느린 확산속도를 극복하기 위하여 마이크로플루딕 바이오칩이 DNA 마이크로어레이에 적용되는 최근의 학술적인 사례들을 연구, 비교하였다. DNA 마이크로어레이에 적용된 미세유체 바이오칩은 상당수가 효율적인 hybridization을 달성하기 위한 믹싱 시스템이 많이 보고되었으며, 이 총설에서는 그에 대한 분석을 수행하여 유전자 hybridization 강화를 이룬 시스템에 대한 최근 동향을 가늠할 수 있게 하였다. 특별히 PDMS를 이용한 마이크로 펌프의 적용 등, 앞으로의 미세유체 DNA 마이크로어레이 발전가능성과 모델링의 한계점 등을 정리 분석해 보았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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